城市绿地隐形蓄水系统的建立及生态功能分析

１６卷６期２００７年１２月自然灾害学报

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＴＵＲＡＬＤＩＳＡＳＴＥＲＳＶ０１．１６，Ｎｏ．６

Ｄｅｃ．２００７

文章编号：１００４—４５７４（２００７）０６—０１５６—０４

城市绿地隐形蓄水系统的建立及生态功能分析龙岳林，陈琼琳，甘德欣，周晨（湖南农业大学园艺园林学院园林系，湖南长沙４１０１２８）摘要：城市雨水资源的有效利用是建设节约型社会面临的问题之一。针对目前城市普遍重排水轻蓄水的现状，从提高水资源利用率和构建城市良性生态系统的角度，提出了城市绿地隐形蓄水系统的概念、结构、组成和蓄水原理，分析了隐形蓄水系统在抑制环境污染、利用和节约水资源、改善植物生长条件、促进生物多样性形成和保障水生态安全等方面的生态服务功能。关键词：城市绿地；蓄水；生态功能中图分类号：Ｘ３２文献标识码：Ａ

Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｌａｔｅｎｔ

ｗａｔｅｒ—ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｕｒｂａｎｇｒｅｅｎｌａｎｄ

ＬＯＮＧＹｕｅ—ｌｉｎ，ＣＨＥＮＱｉｏｎｇ—ｌｉｎ，ＧＡＮＤｅ・ｘｉｎ，ＺＨＯＵＣｈｅｎ（ＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＬａｎｄｓｃａｐｅＣｏｌｌｅｇｅ，Ｈｕ－ｎ＿ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡ面ｃｕｌｔｕｒｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１２８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｒａｉｎｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｕｒｂａｎｅｃｏｓｙｓｔｅｍｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｄｕｒｉｎｇｂｕｉｌｄｉｎｇｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｔｙｐｅｏｆｓｏｃｉｅｔｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｐｅｏｐｌｅｓｐａｙｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｄｒａｉｎａｇｅｂｕｔｌｉｔｄｅｔｏｗａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，

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城市绿地给排水系统属城市给排水系统的一部分，通常与建筑给排水系统联系在一起，很少有人考虑城市蓄水问题。美、英、法、德、日、澳等发达国家采取了一系列的蓄水和向土壤或地下渗透的措施，然而，中国近几年仅仅是为了利用城市雨水资源，北京、上海等发达城市局部范围修建了蓄水设施，收到了良好的效果¨‘３】，但尚未推广应用。目前，广大城市绿地养护用水仍然采用的是自来水，用水量惊人，尤其是新建的园林绿地每年需要消耗大量的自来水，据估计每平方米城市绿地每年需要消耗０．５ｔ以上。然而城市范围内绝大部分的天然雨水又通过城市排水系统排出城区，很少为城市绿地所利用，虽然城市绿地中也修建了一些水体，但大多是以水景的形态出现，很少有人考虑其蓄水功能，并且这类水体大多以自来水为水源，较少蓄积天然雨水，这样，天然雨水大量流失，自来水大量消耗，造成了资源和能源的大量浪费。作者针对这一现状，构想在城市绿地中结合地形改造和园林水景工程增设一个隐形蓄水系统，目的是大量蓄积城市范围内的天然

收稿日期＿＇２００７—０７—３０；修订日期：２００７—１０一２０基金项目：湖南省科技厅基金资助项目（ＢＴ０６２０）作者简介：龙岳林（１９６２一），男，教授，博士研究生，主要从事城市规划与设计研究．Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｕｅｌｉｎ６２＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ．ａｌｌ

　万方数据６期龙岳林等：城市绿地隐形蓄水系统的建立及生态功能分析雨水，从而有效降低自来水用量，以创造良性的城市生态系统。

１城市绿地隐形蓄水系统的概念与蓄水原理１．１概念城市绿地隐形蓄水系统是指在城市绿地范围内为了增加土壤和地下水含量，结合微地形改造和园林给排水工程而修建的一个地下蓄水系统，它是利用硬质材料，如废砖、水泥块和砂卵石等砌筑或堆积于地下而建成的渗蓄坑和渗水盲沟，这些渗蓄坑和盲沟是相互连通的，共同构成一个完整的地下蓄水系统。这个系统不是孤立存在的，还与现有或新建的城市地下排水和地表蓄水系统相连，构成城市绿地的蓄排水系统，以达到最大限度蓄积城区范围内天然雨水的目的。１．２蓄水原理城市绿地隐形蓄水系统即是利用水易于渗透、流动和被土壤吸收并保持的特性，设法使之进入能够渗透的地下管坑系统而蓄积于管坑和土壤之中，并逐渐向地下深层土壤渗透。

２城市绿地隐形蓄水系统的结构与组成城市绿地隐形蓄水系统由洼地纳水口、地下渗蓄坑、渗水盲沟、低处出水口和高地蓄水池等５部分组成（见图１）。２．１洼地纳水口洼地纳水口一般设在具微地形起伏绿地的低洼汇水处，或直接与城市建筑、道路和广场的下水井口相连，雨水形成的地表径流汇集于纳水口而进入地下蓄水系统。纳水口由通往地下的管道、滤网和透水材料构成，管道可为水泥管、透水管或红砖砌成；纳水口管道的大小以能及时将地表径流引入地下为宜，滤网起防止大的固体物进入而阻塞地下管道的作用，可采用铸铁栅或不锈钢网，系统使用

瓣瓣］溜豳了道图１城市绿地隐形蓄水系统剖面结构示意圈Ｆｉｇ．１Ｐｒｏｆｉｌｅｓｋｅｔｃｈｏｆｗａｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｕｒｂａｎｇｒｅｅｎｌａｎｄ

后应及时清除网上阻隔物，以确保地表径流顺利进入地下。纳水口处的透水材料围于透水管的周围和铺于滤网的上面，一般采用卵石，铺成滩地的形态，形成渗水层，起扩大渗水面积的作用。２．２地下渗蓄坑地下渗蓄坑一般设于种植土层以下，主要用于蓄积过量的地表雨水，达到丰富绿地地下水含量的目的，相对地势较高的地下渗蓄坑有利于提高地势较低之处的地下水位，可作为低洼湿地的天然地下水源。地下渗蓄坑是由被填充了渗水材料的洞、槽、坑等构成，渗水材料可采用建筑垃圾，填埋时尽可能保留大的孔隙度，以扩大坑内即时蓄水量。地下渗蓄坑的数量和大小依绿地和周围的汇水面积的大小而定，可以一次性蓄积１００—２００ｔｏｎｉ暴雨量为标准设计。２．３渗水盲沟渗水盲沟是连接洼地纳水口、地下渗蓄坑和低处出水口的径流通道，一方面流经盲沟的水可向盲沟周围土壤渗透，另一方面盲沟也可接纳土壤重力水，然后经盲沟进入地渗蓄坑。渗水盲沟离地表的深度一般不低于４０ｃｍ，栽植乔木的区域盲沟不低于８０ｃｍ，灌木区域介于４０ｃｍ与８０ｃｍ之间。渗水盲沟由透水管和渗水材料组成，渗水材料包裹透水管，厚度为１５—２０ｃｍ，渗水材料可采用卵石或较碎的硬质建筑垃圾，渗水材料构成的渗水层以能很好渗水为原则。２．４低处出水口雨水进入地下隐形蓄水系统后，由于短期内暴雨过大而出现过量，富余的雨水则通过低处出水口进入城市排水系统或进入绿地之中或附近的湿地，出水口其实就是盲沟与湿地或排水管道相接之处，建造时裸露出水口注意做好隐蔽处理。　万方数据・１５８・自然灾害学报１６卷２．５高地蓄水池设在绿地相对较高的位置，目的是即时收集城市屋面雨水而建，屋面雨水通过下水管道与高地蓄水池相连。蓄水池由红砖砌成，形状依高地山形而定，可呈不规则形，也可是规则形状，蓄水池外堆土成山栽植植物，达到见青山不见水池的效果，水池容量依屋面面积的大小和一次性暴雨强度而定，一般以１００—２００ｍｍ暴雨强

图２高地蓄水池剖面示意图

Ｆｉｇ．２Ｐｒｏｆｉｌｅｓｋｅｔｃｈｏｆｕｐｌａｎｄｗａｔｅｒｓｔｏｒａｇｅｐｏｎｄ

度为标准，高地蓄水池由于建在相对位置较高的位置，可连接绿地灌溉系统而代替自来水，也可与洼地纳水Ｅｌ通过缓慢渗透的方式相连，起一个即时蓄水库的作用。还可通过管道与绿地中的湿地相连，通过人工调控作为湿地的水源（见图２）。

３城市绿地蓄水系统的生态服务功能３．１抑制环境污染环境污染是目前全球性的一个重大生态问题，尤其是城市在环境污染上被称之为大地肌体上的毒瘤，生态问题更加突出。污染物的扩散很大程度上是通过放任自流的雨水进行传播的，雨水量大则传播范围广，环境污染则严重，反之则轻。目前，许多城市尤其是经济不发达的城市，污染治理水平还相当之低，污水处理的数量还相当有限，并且普遍存在雨污合流的做法，尚未修建雨污分离的排水和排污系统，环境污染严重。绿地隐形蓄水系统建成之后，雨水外流的量将大大减少，相应污水量也将大大减少，城市污水处理难度则大大降低，环境污染因此而得到有效的抑制。３．２利用和节约水资源节约能源和资源是建设节约型社会的一大主题。过去城市建设普遍存在对水重排轻蓄的倾向，尤其是雨水资源较丰富且时空分布不均的城市，城市建设者往往只注重修建配套的排水系统，很少从利用和节约的角度考虑如何蓄积雨水资源，结果绿地用水采用的几乎全是自来水，城区内大部分雨水又让其白自流失，造成严重雨水资源和能源的极大浪费。绿地隐形蓄水系统能有效地蓄积雨水，增加绿地内土壤和地下水含量，不仅对缓解绿地干旱发挥作用，尤其是对地势相对较高的区域和干旱地区的作用更加明显。３．３改善植物生长条件城市绿地大多在建筑环境之中，植物生长条件相对较差，一般城市绿地面积约占城市面积的１／３，硬地占２／３，硬地上的天然雨水大多通过城市排水系统排出城市，可想而知，为绿地利用和用以丰富城市地下水资源的雨水是十分有限的，加之雨水向绿地地下渗漏和绿地地表径流流失而造成绿地缺水是毫无疑义的。绿地隐形蓄水系统的建成在有效增加土壤和地下含水量的同时，也改善了土壤的通气条件，此外还利用挖沟挖坑的土壤大大地增加了绿化种植地土层厚度，更加有利于乔木树种根系生长。３．４促进生物多样性形成修建绿地隐形蓄水系统一般是结合绿地地形改造进行的，开挖地下坑、沟、槽、洞等有利于增加绿地范围内的地形变化，从而形成多样的立地生态环境，为适于各种生物的生长创造了条件，尤其是对植物景观多样性的形成更加有利。３．５保障城市水生态安全水是生命之源，万物生长离不开水，但是水多了成灾少了为患。在天然雨水资源时空分布不均的地区，城市也存在干旱和水涝灾害，尤其是目前城市建设重排轻蓄的做法，更易造成水生态安全问题。如城市地下　万方数据